HTML

Linkblog

3.2.1. A mágnesség – alapjelenségek

2008.01.13. 16:12 :: peiszisz

   Ha egy mágnest feldarabolunk, minden darabjának megmarad a lét pólusa, tehát
mágneses monopólus nem létezik.
Ha az iránytű fölött az iránytűvel megegyező irányban kifeszítünk egy vezetéket, és
áram alá helyezzük azt, az iránytű kitér a drótra merőleges irányban.(Oersted-kísérlet).
Ha kifeszítünk két drótot egymással párhuzamosan, amikben áram folyik, azok taszítani,
vagy vonzani fogják egymást, attól függően, hogy azonos, vagy ellentétes irányban folyik az áram a két vezetőben.
Ezekből a jelenségekből azt vonhatjuk le, hogy akár permanens mágnest, akár áramjárta
vezetőt használunk, mágneses mező alakul ki körülöttük, amely közvetíti az erőhatást a
mágnesek, illetve az áramjárta vezetők között. Ez a mező akkor is jelen van, ha nincs ott
másik mágnes, vagy áramjárta vezető. Ezt a mágneses térre jellemző mennyiséget mágneses indukciónak nevezzük.


A mágneses indukció
Tudjuk, hogy az iránytű kétpólusú mágnes, tehát helyettesíthető egy olyan tekerccsel,
amelyben áram folyik. Ha egy tekercsbe áramot vezetünk, az előbbiek szerint beáll egy
egyensúlyi helyzetbe, ami jelen esetben az déli-északi irány lesz. A mágneses
indukcióvektor nagyságát, pedig úgy kapjuk meg, hogy megmérjük a tekercs egyensúlyi
helyzetéből 90 fokkal elfordított helyzetéhez szükséges forgatónyomaték nagyságát, amit
elosztunk a próbatekercs felületének, menetszámának, és a benne folyó áram erősségének
szorzatával. A mágneses indukcióvektor iránya az egyensúlyi helyzetbe beállt próbatekercs déli pólusából az északi pólusa felé mutató irány. Jele: B, mértékegysége: N/Am = 1 Tesla = T.




ahol A a felület, N a menetszám, I az áramerősség, M a forgatónyomaték.
Mivel a mágneses tér nem fejt ki erőt a vele párhuzamos áramjárta vezetőre,
átrendezzük egy kicsit a képletünket ennek megfelelően. Vegyünk egy áramjárta vezetőt, ami merőlegesen helyezkedi el B indukcióvektorra, akkor az erőhatás merőleges lesz az
indukcióvektorra, és az áramjárta vezetıben az áramerősségre is. (Jobbkéz szabály).












Általánosítva az előbbi formulánkat: F = BI l cos(alfa) , ahol α a vezető és a B
indukcióvonalakkal bezárt szög, l pedig a vezető hossza, I az áramerősség.
Ha egy Q töltés sebességét vizsgáljuk egy l hosszúságú vezetőn amin t idı alatt fut
végig, a képletünk a következıképpen alakul: l = vt, I = Q/t,
F= Q×v×B×sin(alfa), ahol α a B indukcióvonalaknak a sebességvektorral bezárt szöge.
 A mágneses térben v sebességgel mozgó Q töltésű részecskére ható erő eszerint merőleges v-re és B-re, velük jobbrendszert alkot. Ez az erı a mágneses Lorentz-erő.
A Lorentz-erő csak a sebesség irányát változtathatja meg, a nagyságát nem, merőleges lévén a sebességre.


Mágneses indukcióvonalak
Lényeges különbség az elektrosztatikus térhez képest, hogy az indukcióvonalaknak
nincs kezdetük és végük, hanem önmagukba záródnak. Ha egy mágnes köré vasreszeléket
szórunk, akkor azok az indukcióvonalak irányába rendeződnek, így azokat szabad szemmel is láthatjuk. Az indukcióvektor az indukcióvonal bármely pontjában érintő irányú.
Egy adott egységnyi felületen átfutó indukcióvonalak száma a mágneses fluxus. Jele: Φ,
mértékegysége: (égyzetméter) T = Weber = Wb. Φ = BA.
Ha a mágneses mez felülete nem homogén, akkor azt felosztjuk egységnyi darabokra
és azok összességét vesszük a nem homogén mágneses mezı fluxusának:Ha a mágneses mező felülete nem homogén, akkor azt felosztjuk egységnyi darabokra és azok összességét vesszük a nem homogén mágneses mező fluxusának: ΣB(alsó indexben: n)  (delta) A. Mivel az indukcióvonalak önmagukban záródó görbék, zárt felületre vonatkozóan az indukciófluxus nulla, ami azt fejezi ki, ha egy indukcióvonal a zárt felületen bement,
akkor ki is jön belıle.


Tekercs mágneses tere
Ha megvizsgáljuk, mitől függ a tekercs belsejében kialakuló mágneses tér indukciója,
azt látjuk, hogy az a tekercs I áramától, N menetszámától, és a tekercs l hosszúságától függ, viszont nem függ a keresztmetszettől, így:




ahol μ0 a vákuum permeabilitása, értéke:





Egyenes vezető mágneses tere
A tekercshez hasonlóan megvizsgáljuk a hosszú egyenes vezető mágnese terét is.





ahol I a vezetékben folyó áram, r pedig a vizsgált pont vezetőtől mért távolsága.

Szólj hozzá!

A bejegyzés trackback címe:

https://physical.blog.hu/api/trackback/id/tr45295737

Kommentek:

A hozzászólások a vonatkozó jogszabályok  értelmében felhasználói tartalomnak minősülnek, értük a szolgáltatás technikai  üzemeltetője semmilyen felelősséget nem vállal, azokat nem ellenőrzi. Kifogás esetén forduljon a blog szerkesztőjéhez. Részletek a  Felhasználási feltételekben és az adatvédelmi tájékoztatóban.

Nincsenek hozzászólások.
süti beállítások módosítása